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本文探讨了相控阵雷达的发展需求，提出了基于微波光子技术的新型相控阵的架构形式和技术路线。针对其工程实现，凝练了当前所面临的主要科学问题和重大技术挑战，并对未来的研究工作和该领域的发展进行了展望。 1 引言 随着信息技术的发展，未来战争将呈现出大纵深和立体化作战空间，其作战行动将是陆海空天一体化，并将具备超远程、全天时、全天候、快速、灵活和精确的特点，高度发达的信息获取、控制和使用技术将成为未来战争中的必备。在这一过程中，信号的宽带接收与处理、信息的泛在感知与接入成为电子信息装备研究有待解决的关键问题。 光纤通信技术历经数十年的发展已经向人们证明了其强大的宽带传输与处理能力。同时，传统的微波无线技术也展现出了有效的泛在感知与接入能力。而将上述两种技术进行有机融合，则诞生了微波光子技术 。该技术自诞生至今，随着各种光子材料及器件相继研制成功以及组件......阅读全文
光纤光栅具有体积小、质量轻、波长选择性好、不受非线性效应影响、偏振不敏感、带宽范围大、附加损耗小、器件微型化、耦合性能好，可与其他光纤器件融成一体等特性；而且光纤光栅制作工艺比较成熟，易于形成规模生产，成本低，具有很好的实用性，其优越性是其他许多器件无法替代的。这使得光纤光栅以及基于光纤光栅的器件成
美国休斯飞机公司电光混合真延时模块示意Fig. 2 Hybrid electronic and optical true time delay module of Hughes Aircraft进入21世纪后，随着光纤通信的蓬勃发展，光子技术越来越成熟，光电转换效率不断提升，微波光子技术也得到了飞速
多数微波光子滤波器的原理是基于线性系统的数字信号处理理论，输出微波信号可以表示为每一路经过延时 T 的输入微波信号的叠加，满足如式(3) 其中， N 为抽头数(采样数),为抽头系数。为系统的冲击响应，其可视为 1 个离散时间信号，对其进行离散时间傅里叶变换可得
摘要雷达是人类进行全天候目标探测与识别的主要手段，多功能、高精度、实时探测一直是雷达研究者追求的目标。这些特性实现的基础都是对宽带微波信号的高速操控，但受限于“电子瓶颈”，宽带信号的产生、控制和处理在传统电子学中极为复杂甚至无法完成。光子技术与生俱来的大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等特性，使其成为突
(4) 简化系统复杂度的优势明显。 在使用微波光子进行频率变换时，光载波频率极高，可实现高频微波信号到基带信号的低变频损耗的单次下变频，同时仍可保持较高的镜频干扰抑制，从而有效地避免了多级频率变换带来的损耗和复杂度提升。此外，该技术可以和光波分复用技术相结合，实现一次性将多端口的射频信号与
3.4 微波光子相控阵的研究技术路线 前已述及，从面向工程应用角度考虑，一个性能更强大和使微波光子技术更接近实际应用的技术手段应当是光电混合集成。通过集成，长光纤引起的环境因素相关的系统不稳定性被显著消除；平台载荷受限的压力得到显著缓解；同时，通过集成实现批量生产，才可显著降低光学器件的成
图7、PHODIR 与商用SEAEAGLE 成像对比Fig. 7 Imaging result comparison between the PHODIR and SEAEAGLE（a）目标的图像；（b）S 波段探测到的一维距离像；（c）X 波段探测到的一维距离像；（d）利用上述融合算法合成
与之对应，接收链路为：天线探测到的雷达回波信号首先进行射频预处理(放大、滤波等)，后通过电光变换调制到光域，在光域通过真延迟芯片完成相应的幅相控制后，经光子波束形成网络完成子阵级波束合成后通过射频光拉远传回后端处理单元。在后端处理单元中，可以先通过光学方法将探测到的高频信号下变频至中频，经过光
2 先进相控阵的需求与挑战 2.1 相控阵雷达特征 未来先进相控阵技术的需求主要体现在 4 个方面，如图 1 所示。 图 1 未来相控阵雷达发展趋势示意 (1) 宽带化。宽带化的需求是由未来信息系统的作战使命与任务决定的。一方面
伴随微波射频通信技术的发展与光通信技术的日益成熟，两者间的相互渗透成为一种需要并逐步成为可能。在现有器件条件下，在100GHz带宽范围内，电、光模拟信号可以很方便的自由转换，在光域对模拟信号进行选频滤波，放大也可以方便地实现，这就为微波光子(Microwave Photonics)技术出现提
2.3 信道化接收与混频微波光子信道化接收机在光域将宽带的接收信号分割到多个窄带的处理信道中，然后对每个窄带信道中的接收信号进行光电探测和信号处理。相比传统信道化接收机，微波光子信道化具有较强的抗电磁干扰能力、较大的承载带宽和瞬时带宽、极低的传输损耗等显著优势。而且信道化本质上是1个多通道并行处理系
1.3、谐波频率产生外差法的主要缺陷在于需要进行差拍的两路不同频率的光保持稳定的相位关系以确保获得比较小的相位噪声，而如果能从一个光源出发通过各种非线性效应产生高次谐波分量，就可以得到具有相对稳定相位关系的若干光频率，只要能从其中选取两个进行拍频，则可以解决这个问题。在前面提到的调制非线性就是一个例
由于在微波/毫米波光纤系统中潜在的应用价值，光域上的微波信号处理技术引起了众多研究者的兴趣。比起传统的电子微波滤波器，微波光子滤波器有着电磁环境兼容性、体积小、重量轻和较宽的工作带宽等。鉴于光纤光栅（FBG）能以灵巧的方式构建微波光子滤波器，近年提出了许多基于FBG的微波光子滤波器结构，如不平衡马赫
国家973计划项目“面向宽带泛在接入的微波光子器件与集成系统基础研究”重点针对微波光子相互作用下的高带宽转换机理、高精细调控方法、高灵活协同机制等3个科学问题，在微波光子作用机理、关键器件与原型系统方面取得了重要突破，为未来发展提供了相应的理论与技术支撑。 在“高带宽”方面，研究团队揭示了
微波光子技术[1]是伴随着半导体激光器、集成光学、光纤波导光学和微波单片集成电路的发展而产生的一种新兴技术，是微波和光子技术结合的产物，它在射频(RF)信号的产生、传输和处理等方面具有潜在的应用前景。由于射频信号的光滤波技术具有可实现宽带可调谐滤波的功能，因而能够克服电子瓶颈、滤除强干扰信号等优势。
2、微波光子雷达关键技术雷达是通过发射电磁波并接收回波来探测目标位置、速度和特性的系统，一般由中控设备、发射机、接收机等组成，基本原理如图14所示。波形发生器产生的雷达波形与本振信号混频至所需波段，通过波束形成网络实现发射波束的空间指向控制，经由阵列天线辐射到空间。接收时，接收到的信号经过分发、切换
日前，美国光学学会（OSA）宣布了2020年度新当选会士名单，共有94位光科学家新当选为美国光学学会会士（OSA Fellow），其中中国科学家共有15位。 美国光学学会(OSA)成立于1916年，是世界光学领域权威的国际性学术组织。光学学会会士（OSA Fellow）是美国光学学会授予该领域
1.2、负抽头的实现非相干的微波光子滤波器一般只能实现正抽头，这对于滤波器的应用不利。因为传统正系数的全光滤波器只能实现低通的滤波功能，而且其滤波形状受到极大的限制，滤波效果往往不太理想，所以负抽头对全光滤波器来说一直都是设计中的热点问题。这方面的研究在20世纪80年代就已经展开，但在最近才获得重大
2.5 光模数转换随着数字信号处理技术的飞速发展，雷达回波的信息提取基本上都在数字域完成。作为连接模拟域回波和数字信号间的桥梁，ADC在雷达接收机中发挥着重要的作用。由于ADC孔径抖动等原因，大的模拟带宽和高的有效位数在完全基于电子技术的ADC中难以兼得。因此，电ADC的性能往往成为限制宽带雷达发展
雷达作为人类观风云、知天象的“千里眼和顺风耳”，在帮助人类感知外界态势方面具有不可替代的作用。我国雷达发展经历了怎样的历程？面向未来，雷达何去何从？哪些技术能成为下一代雷达的颠覆性技术？16日，由中国电子科技集团有限公司、中国雷达行业协会和中国电子学会雷达分会在京共同筹办的首届“雷达在哪里”高
宇宙演化示意图。 据《自然》杂志官网近日报道，美国研究人员近日草拟了一份新的实验计划，拟建造全新设施来研究宇宙大爆炸的微弱余光——宇宙微波背景辐射，从而验证早期宇宙在婴儿期是否经历过短时间的暴涨——也就是所谓的“暴涨理论”。 这项名叫“宇宙微波背景4阶段实验（CMB-S4）”的新计划，由美国
电光调制器的用途及应用特点 电光调制器是利用某些电光晶体，如铌酸锂晶体(LiNb03)、砷化稼晶体(GaAs)和钽酸锂晶体(LiTa03)的电光效应制成的调制器。电光效应即当把电压加到电光晶体上时，电光晶体的折射率将发生变化，结果引起通过该晶体的光波特性的变化，实现对光信号的相位、幅度、强
电光调制器的应用原理 电光调制器的基础是电光效应。根据电光晶体的折射率变化量和外加电场强度的关系，电光效应可分为线性电光效应(泡克耳斯效应)和二次电光效应(克尔效应)。因为线性电光效应比二次电光效应的作用效果明显，因此实际中多用线性电光调制器对光波进行调制。线性电光调制器可分为纵向的和横向
我们生活的世界里有着各种各样的辐射：从穿越星系而来的宇宙射线、核电站的核燃料到家里的花岗岩地板砖，从医院的X光机到阳光里的紫外线，从手机、微波炉、高压线到电视台广播台的信号塔，辐射无所不在，到处都是可能成为人们畏惧辐射的对象。有些人对“辐射”非常恐惧，你甚至可以买到专门用来屏蔽无线电波的“防辐射孕妇
科技部再次公布了2个国家重点研发计划重点专项拟立项项目清单。截止到6月17日，科技部共公布了60个2018年度国家重点研发计划重点专项的立项清单，共计1301个项目，中央财政经费总额约242.74亿元。 “宽带通信和新型网络”重点专项和“光电子与微电子器件及集成”重点专项2018年度拟立项的项
据美国物理学家组织网9月8日（北京时间）报道，瑞典科学家首次通过实验证实，10年前科学家提出的磁性纳米接触会让纳米尺度的自旋波“繁殖”这一理论与观察结果吻合。科学家们表示，最新研究表明，未来，纳米尺度的自旋波在手机和无线网络等诸多方面可取代微波，基于自旋波理论研制出的元件也更小、更
据美国宇航局太空网报道，美国天文学家日前通过射电望远镜在宇宙中发现了一个空洞，直径近10亿光年，这是天文学家首次在宇宙发现如此之大的空洞，当然令他们备感吃惊。 一提到宇宙中的空洞，人们自然而然想到物质构成密度较大的宇宙空间——黑洞。但据天文学家介绍，这个大洞并非黑洞，而是一个大部分没有恒星
1、引言光子带隙(photonic Bandgap-PBG)结构，又称为光子晶体(photonic Crystal)，它是一种介质材料在另一种介质材料中周期分布所组成的周期结构。尽管光子带隙最初应用于光学领域，然而由于其禁带特性，近年来在微波和毫米波领域也获得极大关注。在光子带隙结构中,电磁
在瑞士洛桑联邦理工学院近期的一项实验中，一种微波谐振器与金属微鼓振动发生了耦合作用，通过主动冷却近乎量子力学所允许的最低能量的机械运动，微鼓可以变成一个能够塑造微波状态的量子库。该发现发表在《自然—物理学》杂志上。微鼓的电子显微镜照片扫描 图片来源：美国《科学日报》 纳斯博特·伯尼尔博士和阿列
截止2019年10月10日，浙江大学在Cell，Nature及Science上发表了7篇重要研究成果，iNature系统总结了这些成果： 【1】高熵合金是一类材料，其中包含五个或更多近似等原子比例的元素。它们非常规的成分和化学结构有望实现前所未有的机械性能组合。这类合金的合理设计取决于对几乎无